实验动物学资料

第一章绪论实验动物学：是以实验动物为主要研究对象，并将培育的实验动物应用于生命科学等研究的一门综合性学科。简而言之，它是研究实验动物和动物实验的一门综合性学科。实验动物:指经人工培育，对其携带微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。实验动物一般具有的特点:1）遗传学要求:必须是人工培育，来源清楚，遗传背景明确的动物；2）微生物和寄生虫的监控要求：实验动物繁育全程必须严格监控其所携带的微生物和寄生虫。我国根据对微生物、寄生虫的控制程度将实验动物划分为4个等级，即普通级动物（CVX清洁级动物（CLX无特定病原体级动物（SPFX无菌级动物（GF）;3）应用要求：实验动物主要应用于科学实验。动物实验：是应用标准的实验动物进行科学研究，观察实验过程中实验动物有关器官的组织形态改变、机能反应变化及其发生发展规律。英国的动物学家Russell和微生物学家Burch通过大量的调查研究，提出了科学、合理、人道地使用实验动物的理论。该理论核心便是“3R”原则，即替代、减少和优化原则：1）替代原则：要求尽可能采用低等实验动物或非实验动物，以替代高等实验动物进行实验；2）减少原则：要求尽可能减少实验动物的用量，甚至可以降低统计学要求；3）优化原则：要求优化实验设计和操作，以减轻动物的痛苦。动物福利的基本出发点是让动物在康乐的状态下生存，也就是为了使动物能够健康、快乐、舒适而采取的一系列行为和给动物提供的相应外部条件。第二章实验动物遗传学实验动物的分类：包括动物学的分类和实验动物学的分类两部分。按动物学分类可分为：界、门、纲、目、科、属、种；按实验动物学分类则分为品种和品系。品系包括近交系、封闭群和杂交群等。近交系动物的特点:1）基因纯合性；2）遗传组成的同源性；3）表现型的一致性；4）对外界因素的敏感性；5）遗传特征的可辨别性；6）遗传组成独特性；7）背景资料可查性；8）国际分布广泛性。近交系动物的应用:1）组织移植：由于近交系动物个体间的组织相容性高，因此便于组织细胞或肿瘤移植研究；2）制作疾病动物模型：近交使隐形基因纯合性状得以暴露，可用于复制先天性畸形和先天性疾病的动物模型；3）比较遗传学研究：同时以多个近交系作对比较研究时，可表明实验结果具有普遍意义，或显示不同遗传组成对实验结果的影响。近交系：在一个动物群体中，任何个体基因组中99%以上的等位位点为纯合时定义为近交系。亚系：一个近交系内各个分支的动物之间，因遗传分化而产生差异，称为近交系的亚系。杂交群的特点：1）具有杂交优势，因而生命力强，繁殖旺盛。在很大程度上可克服近交系繁殖引起的各种近交衰退现象；2）具有与近交系动物基本相似的遗传均质性；3）采用杂交群动物所作的各种实验，其结果的重复性好；4）具有亲代双亲的特点；5）国际分布广，广泛用于各类实验研究，其研究结果易于重复，便于国际交流。第三章实验动物微生物学与寄生虫学实验动物分类：目前我国按微生物和寄生虫的控制程度，将实验动物划分为普通级动物、清洁级动物、无特定病原体级动物和无菌级动物四个等级。无菌级动物包括悉生动物。普通级动物是微生物和寄生虫控制级别最低的实验动物；要求不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原的实验动物，简称普通动物。清洁级动物是根据我国国情而设立的等级动物，定义为除普通级动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的实验动物。简称清洁动物。无特定病原体级动物通常被称为SPT级动物，除清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的实验动物。简称无特定病原体动物或SPF动物。无菌级动物指无可检出一切生命体的实验动物。如果在无菌级动物体内人为植入一种或数种微生物，称为悉生动物，又称已知菌动物或已知菌丛动物。不同等级实验动物的比较：评价项目GF无菌级动物SP级动物清洁级动物CL普通级动物CV传染病无无无未知寄生虫无无无未知试验结果明确明确明确有疑问用动物数少少较少多或大量统计价值很好可能好较好不准确长期实验好好可能好困难死亡率很少少较少高长期实验成活率100% 90% 80%40%实验标准设计可能 可能 可能 不可能结果讨论价值很高 高 较高有疑问导致人畜共患病（人类也可感染发病的一类动物疾病）的主要病原体1）病毒：淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒、狂犬病病毒、猕猴疱疹病毒1型（B病毒X汉坦病毒（流行性出血热病毒）等2）细菌：沙门氏菌，布鲁杆菌，志贺菌，结核分枝杆菌、钩端螺旋体。3）真菌：皮肤病原真菌等。4）寄生虫：弓形虫等。淋巴细胞脉络丛脑膜炎（LCM）:诊断：通常无症状感染。血清学检查检测其抗体，样品接种至小鼠脑内，4-5天死亡。鼠痘：诊断：流行病学，临床症状特征，病毒分离鉴定，血清学检查（酶联免疫吸附试验ELISA）狂犬病：诊断：1）狂犬病特异性抗原；2）在脑组织中存在Negri体（狂犬病病毒包涵体）；3）在脑组织或唾液中用细胞培养分离到病毒流行性出血热:诊断：血清特异性抗体检测，也可在肺组织查出特异性病原抗原。常用的方法有酶联免疫吸附试验（ELISA）和免疫荧光抗体试验。淋巴细胞脉络丛脑膜炎、狂犬病和流行性出血热均为人兽共患病。第四章实验动物环境生态学实验动物环境监控与动物实验结果的关系R=(A+B+C)D+_ER--实验动物的总反应。A--实验动物种的共同反应。B--实验动物品种、品系的特有反应。C--实验动物的个体反应（个体差异）。D--环境影响。E--实验误差。影响实验动物环境因素:这些因素依其来源，性质以及对实验动物的影响，可分为气候因素，理化因素，营养因素和生物因素等。气候因素包括温度，湿度，气流和风速，理化因素有光照，噪声，粉尘和有害气体，生物因素含空气落下菌数，社会因素和动物饲养密度等。理化因素中光照对实验动物的影响：影响视力、影响生理及生殖功能。噪声对实验动物的影响：影响神经及心血管等功能、影响消化及内分泌系统功能、影响生殖及幼小动物生存。实验动物设施：是界定实验动物的生存空间、维持其需要的建筑物和设施等。实验动物设施分类：按照等级可分为普通坏境、屏障环境和隔离坏境3种类型，普通坏境饲养普通动物，屏障坏境饲养清洁级动物和SPF级动物，隔离坏境饲养SPF级动物、无菌级动物和悉生动物。普通坏境：该坏境设施符合实验动物居住的基本要求，控制人员和物品、动物出入，不能完全控制传染因子，适用于饲育普通级实验动物。屏障坏境：该坏境设施符合动物居住的要求，严格控制人员、物品和空气的进出，适用于饲育清洁级动物和（或）无特定病原体级实验动物。生物安全实验室根据生物安全防护水平（biosafetylevel,BSL,或Protect,P）分为4级，一级生物安全防护实验室（用于四类病原微生物的实验），二级生物安全防护实验室（用于三类病原微生物的实验），三级生物安全防护实验室（用于二类病原微生物的实验），四级生物安全防护实验室（用于一类病原微生物的实验室）。病原微生物的分级：一、二、三、四类病原微生物。一二类病原微生物合称为高效致病性病原微生物。安全柜分为|、||、|||级生物安全柜。生物安全术语分为：生物安全、生物因子、病原体、危害及其废弃物，气溶胶、高效空气过滤器、安全罩、缓冲间、实验室分区。屏障环境中人、实验动物、污染区和空气的移动路向：人的移动方向：更衣^淋浴T更衣T清洁走廊T饲养室或动物实验室T污物走廊T洗刷消毒室T更衣T外部区域物品的移动方向：物品T高压蒸汽灭菌炉T清洁准备室T清洁物品存储室T饲养室或动物实验室污物经包装处理T污染走廊T外部区域实验动物的移动放向：外来实验动物T传递窗T检疫室T清洁走廊T饲养室或动物实验室T实验动物T清洁走廊T外部区域空气的流动方向：清洁空气T清洁走廊，清洁准备室，清洁物品贮存室T饲养室或动物实验T污物走廊T外部区域第五章常用实验动物1.实验动物营养学：是研究饮食物（营养素）与实验动物机体生长、发育、繁殖、健康及实验结果关系的科学。实验动物的饮食称为饲料，它是实验动物摄入营养素的主要来源。实验动物饲料含蛋白质、碳水化合物、脂类、矿物质、维生素和水六大营养成分。矿物质包括钙、磷、钾、钠、氯、镁等常量元素，以及铁、铜、锌、锰、碘等微量元素。微量元素：营养作用、缺乏症及其来源见表5-1.（P68页）表5-2（ P68页）。第六章常用实验动物小鼠P73--83*小鼠的生物学特性及雌雄小鼠的区分近交系小鼠:BALB/c、C57BL、C3H、DBA、A系、AKR、CBA、TA1、TA2、615封闭群小鼠:KM、NIH、ICR、LACA突变系小鼠：裸小鼠、SCID小鼠、快速老化模型小鼠大鼠（了解）P83--90大鼠生理学特点：1）生长迅速、繁殖力强；2）无呕吐反射，不适宜做呕吐实验；3）对血压药物敏感、应激反应灵敏；4）感觉器官敏感，适宜做条件反射实验；5）对缺乏蛋白质维生素A/E敏感。大鼠医学研究应用：内分泌研究（内分泌学研究、内分泌疾病研究）、营养代谢性疾病研究、药物研究（药物安全性评价测试、药效研究）、行为学研究（迷宫试验、奖励和惩罚试验、成瘾性药物的行为学研究、高级神经活动研究）、老年病学研究、肿瘤研究、感染性疾病研究、心血管疾病研究、中医药研究近交系大鼠:F344/N、Lou/CN封闭群大鼠:Wistar、SD、Long-Evans突变系大鼠:SHR/Ola大鼠、癫痫大鼠、裸大鼠家兔医学研究应用：发热及发热原试验、皮肤刺激试验、制作动脉粥样硬化症模型、计划生育研究、免疫学研究、心血管疾病研究、微生物学研究、眼科学研究、急性实验、遗传学研究、口腔科学研究犬的医学研究应用：实验外科学、基础医学研究、药理毒理学实验、非传染性疾病研究、传染病学研究、肿瘤学研究鸡的医学研究应用：疫苗生产与检定、药物研究、肿瘤学研究、传染病学研究、内分泌学研究、营养学研究、老年学研究、环境污染研究等鸡的品种、品系：白来航鸡、洛克鸡、考尼什鸡、洛岛红鸡、新汉夏鸡、芦花洛克鸡和澳洲黑鸡。第七章人类疾病动物模型人类动物模型：为阐明人类疾病的发生机制或建立治疗方法二制作的，具有人类疾病模拟表现的实验动物。人类疾病动物模型具有的意义：1）人类的替难者；2）可按需要取得实验样品；3）缩短研究周期；4）可比性强;5）有助于认识疾病本质;6）药疗临床前研究;7）为教学服务好的疾病动物模型应具有的特点:1）重现性好;2）动物背景资料完整，生命周期满足实验需要;3）复制率高;4）转移性好主要的几大类动物模型：诱发性疾病动物模型、自发性疾病动物模型、中医证候动物模型。诱发性疾病动物模型：通过人为方式使实验动物受到物理、化学、生物等致病因素的作用，而发生类似某种人类疾病的动物模型。诱发性疾病动物模型的种类：1）运动系统疾病动物模型；2）消化系统疾病动物模型；3）呼吸系统疾病动物模型；4）泌尿系统疾病动物模型；5）生殖系统疾病动物模型；6）循环系统疾病动物模型；7）内分泌系统疾病动物模型；8）感觉器疾病动物模型；9）神经系统疾病动物模型；10）老年病动物模型；11）血液系统疾病动物模型；12）免疫系统疾病动物模型；13）传染病寄生虫疾病动物模型6.自发性疾病动物模型：主要是由突变系动物经定向培育而稳定遗传的实验动物。突变系动物是由自然变异或人工致畸，使正常染色体上的基因发生突变，而具有某种遗传缺陷或某种遗传特点的动物。自发性疾病动物模型的种类：1）自发性肿瘤模型；2）免疫缺陷动物模型；3）内分泌及其他自发性疾病动物模型第八章动物实验质量监控实验设计内容：动物实验设计内容首先必须掌握相关学科的专业知识。其次动物实验的内容还包括：实验对象、处理因素、实验效应3个要素。动物实验设计应遵循的3R原则：1）替代原则：低等及非实验动物代替高等动物；2）减少原则：尽可能减少实验动物的用量3）优化原则：应优化实验设计和操作，减少实验动物痛苦动物实验设计的基本类型：完全随机化设计、随机区组设计、配对设计动物实验样本含量的计算公式:n=2a2（ta+tp）2/62式中：。表示标准差、ta表示显著性a=0.05时放入t分布值，t0.05=1.96；tp为无显著性的t分布值；1-p为实验检验能力，动物实验一般取1-p=0.842；6为处理组与对照组均值之间的差异，可从预实验或文献资料中获得。5.实验动物的选择原则包括：相似性原则、差异性原则、易化原则、相容或相匹配原则、可获性原则、重现性和均一性原则等6项。实验动物选择的某些具体问1.年龄、体重性别生理状况与健康情况品系、等级实验动物选择的基本意见:⑴以呕吐为主的研究宜选用犬和猫；不宜选草食性动物和大鼠;⑵过敏反应或变态反应研究宜用豚鼠;⑶外界环境因素导致机体发热反应的研究宜选用家兔；不宜选用小鼠和犬;⑷药物致癌作用研究最常用大鼠和小鼠;⑸研究气体、蒸汽对黏膜的刺激最好用猫、吸入性粉尘对机体得影响最常用大鼠;⑹研究药物对皮肤的局部作用常选用家兔或豚鼠;⑺研究毒性物质对实质性器官的损伤最好用小鼠;⑻研究药物的迟发型神经毒作用选航鸡;⑼研究药物的细胞遗传效应时，常选用小鼠或大鼠;⑽研究血压变化时，常用犬和大鼠。复制动脉粥样硬化动物模型时，选用家兔和大鼠;（11）研究放射病常用犬、猴、大小鼠;（12）研究免疫毒理常选用C57BL/6小鼠;（13）研究新药毒理应先用小型试验动物，获得结果后，再用大型实验动物。第九章转基因动物与克隆动物1、 转基因动物：是指将特定的外源基因导入动物受精卵或胚胎，使之稳定整合于动物的染色体基因组并能遗传给后代的一类动物。2、 目前制作转基因动物的方法主要有显微注射法、反转录病毒感染法、胚胎干细胞（ES细胞）法、电脉冲法、精子载体导入等。3、转基因动物的应用（了解）：生命现象的基础理论研究（发育生物学研究、遗传学研究）、②医学研究（心血管疾病的研究、肿瘤学的研究、遗传病的研究、免疫学的研究、人体器官移植的研究X③改良和培育动物新品种、④研制和生产生物活性物质。4、 转基因动物研究中出现的问题：制作转基因动物效率低外源基因在宿主基因组中的行为难以控制转基因表达水平低5、 克隆：指生物体通过体细胞进行的无性生殖（也称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因型几乎完全相同的后代个体组成的种群。WHO在关于克隆的非正式声明中定义为“遗传上同一的集体或细胞系（株）的无性繁殖。6、 目前哺乳动物的克隆技术主要有胚胎分割和细胞核移植两种，细胞核移植又包括胚胎核移植、胚胎干细胞核移植、胎儿成纤维细胞核移植及体细胞核移植等方式。第十章动物实验基本技术1、实验动物的分组：分组原则：实验动物分组应严格按照随机分组的原则进行，使每只动物都有同等机会被分配到各个实验组中去，尽量避免人为因素对实验造成的影响。建立对照组：空白对照：指在对照组不加任何处理的”空白“条件下进行观察、研究；实验对照：指在一定实验条件下所进行的观察、对比；标准对照：是以正常值或标准值作为对照，在所谓标准条件下进行观察的对照;自身对照：在观察的不同时期接受不同疗法，然后比较它们的差异，这种方法也称自身交叉对照；相互对照：各实验相互对照。2、 目前实验动物学常用的标记编号方法有染色法、耳孔法、烙印法、挂牌法等。此外还有针剌法、断趾编号法、剪尾编号法、被毛剪号法、笼子编号法等。3、 常用的实验动物被毛去除方法有拔毛法、剪毛法、剃毛法、脱毛法4种。4、 实验动物的给药和采血：小鼠：给药方法：灌胃给药、注射给药【皮下注射给药、皮内注射给药、肌内注射给药、静脉注射给药、腹腔注射给药；采血：剪尾采血、摘除眼球采血、心脏采血、断头采血。大鼠：给药方法：灌胃给药、注射给药【皮下注射给药、皮内注射给药、肌内注射给药、静脉注射给药、腹腔注射给药；采血：剪尾采血、割尾静脉取血、眼眶静脉丛（窦）取血、摘除眼球采血、心脏采血、断头采血。5、 实验动物麻醉方法：对实验动